本文档介绍了如何手动生成性能快照报告，以便您比较两个时间点之间的系统指标快照。您可以使用性能快照报告来识别和缓解 AlloyDB for PostgreSQL 数据库性能问题。在每个快照中捕获的系统指标包括虚拟 CPU (vCPU) 使用率、内存用量、磁盘 I/O、事务计数和等待事件。
自动和手动快照
AlloyDB 支持以下快照：
自动快照：默认情况下，AlloyDB 会每天自动捕获一次快照，并将快照存储 7 天。自动快照有助于生成具有每日工作负载粒度的报告。您无法更改自动快照的保留期限，但可以配置频率。
手动快照：您可以手动捕获快照并生成报告。
您可以混用自动快照和手动快照来生成效果报告。例如，您可以生成一份性能摘要报告，将手动生成的快照与自动生成的快照进行比较。
本文档介绍了如何手动生成性能快照报告。
Performance Snapshot Report 的工作原理
性能快照报告是 AlloyDB 内置的工具，可捕获和分析性能数据，以帮助您确定性能问题的原因。此工具可与其他 AlloyDB 可观测性功能（例如系统数据分析、Query Insights 和 Metrics Explorer）相辅相成，这些功能可提供有关实例的实时指标。
Performance Snapshot Report 会在单个报告中显示两个时间戳之间的数据库指标。您可以使用性能快照报告信息来找出性能快照报告实例存在的性能问题，例如一天中的特定时间段内数据库性能下降或是特定时间段内性能下降。
使用性能快照报告，您可以将指标与性能基准进行比较，以深入了解工作负载性能指标，您可以使用这些指标优化数据库性能或排查数据库性能问题。基准是一组自定义的数据库快照，用于衡量特定配置和工作负载下数据库的标准性能和行为。
如需了解 Performance Snapshot Report 中的等待事件，请参阅数据库 Performance Snapshot Report 报告参考。
所需的角色
确保您拥有 alloydbsuperuser 角色。默认情况下，AlloyDB 会向 alloydbsuperuser 授予 pg_monitor 角色。如需了解详情，请参阅 PostgreSQL 预定义角色。
如果您希望使用其他自定义角色，请先以 alloydbsuperuser 身份运行 GRANT pg_monitor TO my_user。如需了解详情，请参阅使用适当的角色更新 Identity and Access Management (IAM) 账号。
创建快照
性能快照是了解和优化数据库性能的强大工具。它们会在特定时间点捕获关键系统指标，以便您比较数据库在两个时间点的性能。AlloyDB 支持两种类型的快照：
- 系统指标的快照：这些快照会捕获关键系统指标，例如 vCPU 使用率、内存用量和磁盘 I/O。
- 系统指标和 SQL 执行统计信息的快照：这些快照包含标准快照中的所有系统指标，以及来自
pg_stat_statements扩展程序的详细 SQL 执行统计信息。
这样，您就可以灵活地选择分析所需的详细程度。
创建系统指标的快照
在您感兴趣的工作负载的开始和结束时间创建快照。两个快照之间的时间间隔应足够长，以便捕获具有代表性的工作负载样本。
请按照以下步骤优化 AlloyDB 数据库性能：
- 在数据库处于空闲状态或处理平均负载时创建基准快照。
- 将
psql客户端连接到 AlloyDB 实例。 运行
SELECT perfsnap.snap()。输出类似于以下内容：postgres=# select perfsnap.snap(); snap ------ 1 (1 row)此命令的输出会返回快照 ID (
snap_id)，在本例中为1。您需要此 ID 才能在稍后生成效果快照报告。您自己环境中的snap_id可能有所不同。比较使用这两组快照创建的报告，确定可能会提高性能的更改。如需详细了解性能建议，请参阅数据库性能优化建议。
从生成的性能快照报告中获取指标后，您可以创建另一组快照并重复此过程。
创建包含 SQL 执行统计信息的快照
默认情况下，AlloyDB 使用 pg_stat_statements 扩展程序来跟踪 SQL 语句。如要在性能报告中包含详细的 SQL 执行统计信息，您首先需要在 postgres 数据库中创建 pg_stat_statements 扩展程序。请注意，这些统计信息的捕获是通过 pg_stat_statements.track 标志启用的，而不是通过扩展本身创建的。
如需创建包含 SQL 执行统计信息的快照，请按照以下步骤操作：
- 在
postgres数据库中创建pg_stat_statements扩展程序。postgres=# CREATE EXTENSION pg_stat_statements;
- 现在，当您拍摄快照时，系统会自动纳入
pg_stat_statements中的 SQL 统计信息。postgres=# select perfsnap.snap(); snap ------ 2 (1 row)
查看快照列表
- 将
psql客户端连接到 AlloyDB 实例。 - 运行
SELECT * FROM perfsnap.g$snapshots。输出类似于以下内容：postgres=# select * from perfsnap.g$snapshots; snap_id | snap_time | instance_id | node_id | snap_description | snap_type | is_baseline ---------+-------------------------------+-------------+---------+------------------+-----------+------------- 1 | 2023-11-13 22:13:43.159237+00 | sr-primary | | Manual snapshot | Manual | f 2 | 2023-11-13 22:53:40.49565+00 | sr-primary | | Automatic snapshot| Automatic | f (2 rows)
生成 Performance Snapshot Report
如需生成一个报告来捕获两个快照（例如快照 1 和快照 2）之间的差异，请运行：SELECT perfsnap.report(1,2)
差分操作中的第二个快照不需要紧跟在第一个快照之后。不过在差分操作中，请务必在第一个快照之后捕获第二个快照。
报告示例
以下是生成的性能摘要报告的精简示例：
Performance Snapshot Report 报告示例
$ psql -d postgres -U alloydbsuperuser
postgres=> select perfsnap.report(22, 23);
report
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
PGSNAP DB Report for:
Snapshot details
--------------------------------------
Host i841-sr-primary-2a34f46e-06bc
Release 14.12
Startup Time 2024-10-08 03:23:15+00
Snap Id Snap Time
------------ ---------- ------------------------
Begin Snap: 22 24.10.2024 04:33:56 (UTC) Automatic snapshot
End Snap: 23 25.10.2024 04:38:56 (UTC) Automatic snapshot
Elapsed: 1 day 00:04:59.979321
Database Cache sizes
~~~~~~~~~~~~~
Shared Buffers: 31 GB Block Size: 8192
Effective Cache Size: 25 GB WAL Buffers: 16384
Host CPU
~~~~~~~~~~
%User %Nice %System %Idle %WIO %IRQ %SIRQ %Steal %Guest
------- ------- ------- ------- ------- ------- ------- ------- -------
1.07 0.22 0.91 97.40 0.09 0.00 0.31 0.00 0.00
Host Memory
~~~~~~~~~~~~
Total Memory: 63 GB
Available Memory: 11 GB
Free Memory: 726 MB
Buffers Memory: 3706 MB
Load profile (in bytes)
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ Per Second Per Transaction
------------ ---------------
Redo size: 63083.64 4489.93
Logical reads: 1961.21 139.59
...
Response Time Profile (in s)
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
CPU time: 5399 ( 0.39%)
Wait time: 1386906 ( 99.61%)
Total time: 1392306
Backend Processes Wait Class Breakdown (in s)
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
IO 119.300 ( 98.91%)
LWLock 1.305 ( 1.08%)
IPC .010 ( 0.01%)
Lock .000 ( 0.00%)
Backend Processes Wait Information
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
Event Class Waits Time (us) Avg (us)
-------------------------------------- ------------- ------------- -------------- -------------
CPU 1995948632
WALInsert LWLock 1 6656 6656
Vacuum Information
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
Num Analyze operations: 1976
Num Vacuum operations: 3435
Per Database Information
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
Name Commits Rollbacks BlkRds Blkhits TempFiles TempBytes
------------------------- ------------- ------------- ------------- ------------- ------------- -------------
bench 27939 0 0 7823038 0 0 bytes
postgres 39792 0 7 11089243 0 0 bytes
Per Database DML & DQL Information
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
Name Tuples returned Tuples fetched Tuples inserted Tuples updated Tuples deleted Index splits Index Only heap fetches HOT updates
------------------------- ---------------- ---------------- ---------------- ---------------- ---------------- ---------------- ------------------------- ----------------
bench 16119481 4843262 0 0 0 0 16 0
postgres 25415473 6327188 0 10 0 0 0 8
Per Database Conflict Information
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
Name Lock Timeout Old Snapshot Buffer Pins Deadlock
------------------------- ------------- ------------- ------------- -------------
bench 0 0 0 0
postgres 0 0 0 0
Per Database Vacuum Information
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
Name Frozen XID % Consumed Aggregate Vacuum Gap
------------------------- ------------- ------------- --------------------
bench 179460916 9.00% 20539084
postgres 179339239 9.00% 20660761
Per Database Sizing Information
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
Conn.
Name Collation Limit Tablespace DB Size Growth
-------------------- ------------- ------- -------------------- ---------- ----------
bench C.UTF-8 -1 pg_default 80 GB 0 bytes
postgres C.UTF-8 -1 pg_default 135 MB 0 bytes
Backend Wait Event Histogram
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
Event Class Waits <= 1us <= 2us <= 4us <= 8us <= 16us <= 32us <= 64us <= 128us <= 256us <= 512us
-------------------------------------- ------------- ----------- --------- --------- --------- --------- --------- --------- --------- --------- --------- --------
WALInsert LWLock 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Background Wait Event Histogram
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
Event Class Waits <= 1us <= 2us <= 4us <= 8us <= 16us <= 32us <= 64us <= 128us <= 256us <= 512us
-------------------------------------- ------------- ----------- --------- --------- --------- --------- --------- --------- --------- --------- --------- --------
WALInsert LWLock 542 107 174 39 113 93 8 1 1 0 1
Write Ahead Log (WAL) Statistics
--------------------------------
Records Full Page Images Bytes Buffers Full Write Sync Write Time Sync Time
----------- ---------------- ----------- ------------ ----------- ----------- ----------- -----------
2936305 100 805989345 0 0 0 0 0
Summary Stats (across all databases)
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
Name Value
-------------------------------- ----------------------------------
Buffers evicted 0
Commits 1216693
...
Parameter Settings
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
Parameter Value
--------------------------------- --------------------------------------------------------------
DateStyle ISO, MDY
TimeZone UTC
autovacuum on
work_mem 4096
Columnar Engine available size Columnar Engine configured size
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
14959MB 19293MB
Columnar Engine Statistics
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
name count
---------------------------------------------------------- ------------
CU Populations/Refreshes 13197
CU Auto Refreshes 10975
...
Columnar Engine Ultra-fast Cache Statistics
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
Ultra-fast Cache Size (MB): 19200
Ultra-fast Cache Used Size (MB): 0
Ultra-fast Cache Block Size (MB): 80
SQL Report
~~~~~~~~~~
NOTE: Query might be empty if query ID does not have a match in pg_stat_statements at report time. This is expected if the query is not run recently.
Per Query Information (Top 50) By Total Elapsed Time
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
Query Text UserID DBID DBName QueryID Total Elapsed Time(ms) Execution Count Avg Elapsed Time(ms)
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
prepare neword (INTEGER, INTEGER, INTEGER, INTEGER, INTEGER) as select neword($1,$2,$3,$4,$5,$6) 36272 36274 tpcc -5467151541922966497 276400877.8014 36928106 7.4848
prepare payment (INTEGER, INTEGER, INTEGER, INTEGER, INTEGER, INTEGER, NUMERIC, VARCHAR) AS select p 36272 36274 tpcc 3864683359055073968 127719636.4656 36928456 3.4586
prepare delivery (INTEGER, INTEGER) AS select delivery($1,$2) 36272 36274 tpcc 2323704420019807054 48540963.0880 3694128 13.1400
prepare slev (INTEGER, INTEGER, INTEGER) AS select slev($1,$2,$3) 36272 36274 tpcc -8637448842172635004 35361366.9271 3692785 9.5758
...
Per Query Information (Top 50) By Read IO
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
Query Text UserID DBID DBName QueryID Total ReadIO Time(ms) Execution Count Avg ReadIO Time(ms) Total buffer hits Avg buffer hits Total blk reads Avg blk reads
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
prepare ostat (INTEGER, INTEGER, INTEGER, INTEGER, VARCHAR) AS select * from ostat($1,$2,$3,$4,$5) a 36272 36274 tpcc -1640504351418263816 498072.4004 3693895 0.1348 80360201 21.75486877672484 105858 0.028657555236410347
prepare delivery (INTEGER, INTEGER) AS select delivery($1,$2) 36272 36274 tpcc 2323704420019807054 12.5438 3694128 0.0000 4477308168 1212.0067761593534 1219908 0.33022894712906536
prepare neword (INTEGER, INTEGER, INTEGER, INTEGER, INTEGER) as select neword($1,$2,$3,$4,$5,$6) 36272 36274 tpcc -5467151541922966497 0.8039 36928106 0.0000 10337394097 279.9329620912592 6245570 0.16912781825312134
SELECT name, default_version, installed_version FROM pg_catalog.pg_available_extensions 10 5 postgres 6619165036968781114 0.0000 361 0.0000 361 1 0 0
...
Per Query Information (Top 50) By Standard Deviation of Elapsed Time
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
Query Text UserID DBID DBName QueryID Begin STDDEV Elapsed Time(ms) End STDDEV Elapsed Time(ms)
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
SELECT COUNT($1) FROM perfsnap.g$snapshots 10 5 postgres -8741741796612173369 17.8084 18.1239
prepare delivery (INTEGER, INTEGER) AS select delivery($1,$2) 36272 36274 tpcc 2323704420019807054 15.0626 19.8495
prepare neword (INTEGER, INTEGER, INTEGER, INTEGER, INTEGER) as select neword($1,$2,$3,$4,$5,$6) 36272 36274 tpcc -5467151541922966497 13.9820 17.0074
prepare slev (INTEGER, INTEGER, INTEGER) AS select slev($1,$2,$3) 36272 36274 tpcc -8637448842172635004 8.4333 9.6205
----------------------------------------------------
Created by G_STATS v1.0.100
----------------------------------------------------
(xxx rows)
如需了解报告字段和性能优化建议，请参阅数据库性能优化建议。如需详细了解性能快照报告中的等待事件，请参阅数据库性能快照报告参考文档。
删除快照
您必须先清除现有基准，然后才能删除属于该基准的快照。
如需删除快照，请运行以下命令：
SELECT perfsnap.delete(SNAP_ID);
将 SNAP_ID 替换为要删除的快照的 ID。
删除快照后，您将无法恢复快照。
将快照标记为性能基准
例如，如需将 ID 介于 1 到 3 之间的所有快照标记为系统性能基准，请运行 SELECT perfsnap.make_baseline(1, 3)。
清除性能基准
例如，如需清除 ID 介于 1 到 3 之间的所有基准，请运行 SELECT perfsnap.clear_baseline(1, 3)。
修改自动快照的频率
如需自定义自动快照的频率，请设置 perfsnap.interval 标志，该标志用于设置自动快照时间间隔（以秒为单位）。如需了解详情，请参阅配置数据库标志。
我们建议您将标志值设置为至少几分钟，以便捕获有意义的信息。
为避免浪费资源，当您不再需要自定义频次时，请将该标志重置为默认值（即每天的秒数）。
使用快照报告结果优化数据库性能
请按照以下步骤优化 AlloyDB 数据库性能：
- 在数据库处于空闲状态或处理平均负载时创建基准快照。
- 启动您要提高其性能的工作负载或查询。
- 当工作负载或查询达到峰值资源使用率时，创建另一组快照。我们建议您为这两份报告使用相同的时间间隔。
- 比较使用这两组快照创建的报告，确定可能会提高性能的更改。如需详细了解性能建议，请参阅数据库性能优化建议。
数据库性能优化建议
下表列出了性能快照报告的各个部分，以及针对每个报告部分的建议改进措施。如需详细了解性能快照报告的各个部分和等待事件，请参阅数据库性能快照报告参考文档。
| 部分 | 报告字段 | 报告字段说明 | 优化建议 |
|---|---|---|---|
| 快照详情 | 快照详情 | 提供主机、与 PostgreSQL 兼容的发布版本以及机器启动并正常运行的时间。 | 不适用 |
| 快照 ID | 列出用于创建此报告的快照的 ID 和时间点。 | 不适用 | |
| 系统数据分析 | 主机 CPU | 主机 CPU 利用率详情。 | 如果 CPU 利用率超过 80%，我们建议您扩容到下一个可用大小。 |
| 主机内存 | 主机内存利用率详情。 | 如果可用内存小于 15%，我们建议您扩容到下一个可用大小。 | |
| 负载配置文件 | 列出有助于根据生成的预写式日志记录 (WAL)、I/O 要求和连接管理来评估工作负载的计数器。 | 如果物理读取量高于逻辑读取量，请考虑扩容到下一个可用大小，以便为更大的数据缓存提供支持。 | |
| 响应时间和等待类别细分 | Postgres 进程在工作负载运行期间所用时间的细分。 | 例如，如果进程大多处于等待状态，请将调优重点放在缩短 I/O 等待时间上。 | |
| 数据库工作负载信息 | 每个数据库的工作负载信息 | 每个数据库的关键指标，包括提交、回滚、命中率以及临时表和排序操作的相关信息。 | 如果回滚次数较多，请考虑诊断您的应用。 |
| 每个数据库的 DML 和 DQL 信息 | 查询操作的计数器。 | 将工作负载归类为读取密集型或写入密集型。 | |
| 数据库冲突信息 | 常见应用和数据库问题的计数器。 | 如果存在死锁，请在应用中查找问题。 | |
| 数据库大小调整信息 | 显示数据库在两个快照之间的时间间隔内的增长量。此字段还会显示数据库是否建立了连接限制。 | 如果数据库增长过大，请在应用中查找问题。 | |
| 完全清理 (vacuum) 信息 | 完全清理 (vacuum) 信息 | 完全清理 (vacuum) 操作的 I/O 和计数器的详情。 | 默认情况下，AlloyDB 会执行自适应完全清理 (vacuum)。您可以替换部分完全清理 (vacuum) 设置，以适应您的工作负载。例如，如果这些请求消耗的 I/O 过多，请减少完全清理 (vacuum) 操作。 |
| 每个数据库的完全清理 (vacuum) 信息 | 显示以下信息：
|
如果 Frozen XID 字段的存在时长过长，或者消耗的事务百分比接近 90%，请考虑进行清理 (vacuum)。如果聚合完全清理 (vacuum) 差距减小，则表示 Postgres 将强制执行完全清理 (vacuum) 以防止回卷。 | |
| 数据库进程等待详情 | 详细的后端和后台进程信息 | 后端和后台进程在报告时间间隔内进行的所有等待的详情。信息包括累计等待时间、CPU 时间和每种等待类型的平均时间。 | 例如，如需减少 WALWrite 的等待时间，请增加可供数据库使用的 wal_buffers 的数量。 |
| 详细的后端和后台等待事件直方图 | 默认情况下，这会包含在性能快照报告中。该列表包含后端和后台进程的等待事件直方图，这些进程分为 32 个分区，从 1 微秒到超过 16 秒不等。 | 查找等待事件，并确定较大等待时间分区内的等待事件是否过多。等待事件过多或每次等待时间过长可能会出现问题。 | |
| 其他统计信息 | 预写式日志 (WAL) 统计信息 | WAL 统计信息摘要。 | 如果同步时间过长，请调整相关数据库标志 (GUC) 以改善工作负载。GUC 是用于处理服务器配置的 PostgreSQL 子系统。 |
| 摘要统计信息（跨所有数据库） | 快照时间间隔内发生的所有数据库操作的摘要。 | 不适用 | |
| 参数设置 | 参数设置 | 快照结束时间的关键 Postgres 配置参数。 | 检查 GUC 参数设置（Postgres 数据库标志），确定这些值是否不符合预期或不推荐使用。 |
| SQL 执行统计信息 | 每次查询的信息（前 50 名），按总耗时排序 | 列出在两次快照期间花费时间最多的前 50 个查询，以及它们的总执行次数，按发出查询的用户和数据库进行细分。Elapsed time = Difference of total_exec_time in pg_stat_statements at the two snapshot time |
您可以使用此部分来确定最占用系统时间的繁重查询。 |
| 按读取 IO 划分的每个查询信息（前 50 个） | 列出在两个快照期间花费最多读取 IO 时间的前 50 个查询，以及它们的执行次数、缓冲区命中次数、blk 读取次数（包括总数和平均值）。ReadIO = blk_read_time + temp_blk_read_time 在两个快照期间累积Buffer Hits = shared_blks_hit + local_blks_hit 在两个快照期间累积Buffer Reads = shared_blks_read + local_blks_read 在两个快照期间累积默认情况下，AlloyDB Cloud 会跟踪这些字段，因为已设置 track_io_timing。 |
您可以使用此部分来识别 I/O 密集型查询，尤其是在这些查询需要频繁从磁盘读取数据时。 | |
| 按已用时间的标准差列出的每个查询的信息（前 50 个） | 列出执行时间标准差最高的前 50 个查询，并列出在开始和结束快照时间计算的标准差。 此处的值引用自 pg_stat_statements 的 stddev_exec_time |
如果查询的标准差较高，则表示查询执行时间变化很大，可能需要检查 I/O。 |
限制
为避免因存储空间消耗过多而导致空间膨胀，您最多可以在一个实例上手动创建 2500 个快照。
如果快照数量超过快照限制，AlloyDB 会删除超过 90 天的所有手动快照。如需保持在快照限制范围内，您必须先清理不必要的快照，然后再创建新快照。
AlloyDB 会定期清理超过 90 天的手动快照。
后续步骤
- 了解性能快照报告中的等待事件。